Problema parallelamento enel con turbina da 12kw - EnergeticAmbiente.it

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Problema parallelamento enel con turbina da 12kw

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  • Problema parallelamento enel con turbina da 12kw

    Salve a tutti,da oggi ho un problema da risolvere,(direte voi beto che ne ha solo uno)per ora ho trovato 3 soluzzioni ..che ora vi posto... "cosi non ho piu nessun problema da risolvere" ma solo da scegliere, potrebbe essere utile a tutti.

    Il problema si pone su una turbina idroelettrica da 12kw trifase con alternatore sincrono da paralellare alla rete nazionale,dato che la nuova normativa DK 5940 vieta di mettere in parallelo alternatori sincroni in BT, e oltre al fatto che durante l'inverno a temperature glaciali (si arriva anche a -25°)la turbina soffre di diminuzzione di portata specialmente la notte e di conseguenza calo di produzione che ovviamente causa sbalzi di tensione e frequenza tali da far intervenire l'eventuale dispositivo di interfaccia per il parallelemento,ora i problemi sono 2!! le soluzioni sono 3.

    1 riguardante il parallelamento basterebbe sostituire l'alternatore sincrono con un asincrono (motore) ed eventualmente dotarlo di auto ecitazione mediante condensatori nel caso di funzionamento in isola, da disinserire durante il parallelo come prescritto dalla DK5940,ma rimane il problema degli sbalzi invernali,questa soluzione é fattibile e facile e meno costosa, anche dal fatto che la turbina alimenta carichi puremente resistivi in trifase+neutro in caso di funzionamento in isola, mi rimarrebbe sul groppone un alternatore Meccalte !!! ma so gia' dove piazzarlo ovviamente <img src=">

    2 dato che l'enel o meglio la DK5940 vieta in BT il parallelamento di alternatori sincroni basterebbe utilizzare un dispositivo di conversione rotante fatto in casa, semplicemente utilizzando un motore di adeguata potenza 10-12kw accoppiato direttamente o tramite cinghia e pulegie ad un altro motore identico che fungerebbe da alternatore asincrono da parallelare, si avra' ovviamente una tripla conversione con le conseguenze perdite di efficenza ma piu rapida e fattibile dato la disposizione di un locale dove arriva la linea della turbina e lasiare l'alternatore originale sincrono alla turbina, si pone sempre il secondo problema degli sbalzi o cali di tensione e frequenza, risolvibili utilizzando motore piu piccolo e di conseguenza cedendo meno corrente all'enel restando sotto il minimo della potenza della turbina, questa soluzione é piu costosa della prima dato l'utilizzo di due motori ed meno efficente.

    3 utilizzare un inverter AC>AC come descritto sulla DK5940 ma chi li vende e risolvera il secondo problema??dovra anche avere caratteristiche omologate secondo la DK...
    Un altra soluzione simile e costosa sarebbe faro artigianalmente, nel senso di raddrizzare la tensione alternata trifase con diodi di potenza e condensatori e interfacciare un inverter grid con usita trifaseda 10-12kw max per il fotovoltaico o tre monofase da 4kw max, dato l'ampio range di tensione in ingresso che va dai 100-150v in tensione continua a oltre i 500V si risolverebbe anche il problema degli sbalzi e cali di tensione e si "risparmierebbe" anche il costo del dispositivo di interfaccia omologato secondo DV 601-602-604,dato che gli inverter grid lo implementano,ma il tutto costerebbe comunque un botto si va dai 8.000euro ai 15.000!!!!ma sarebbe una soluzione migliore e ammortizzabile in pochi anni con l'introiti per la vendita della corrente.

    Secondo voi quale soluzzione é piu fattibile in base ai costi ??
    Forse Sandro mi potresti aiutare a capire i costi di motori ad alta efficenza da almeno 10kw i caso della prima e seconda soluzione e eventuale dispositivo di eccitazione e controllo tensione e frequenza per il funzionamento in isola nella eventuale scelta della prima soluzione o schemi per radrizzare la tensione alternata utilizzando diodi di potenza monoblocco o 6 singoli e eventualmente da rettificare o meglio da stabilizare mediante condensatori in continua da interfacciare direttamente all'inverter grid Grazzie.
    Ciao a tutti

    Edited by buran001 - 29/9/2006, 04:46

  • #2
    Ciao Buran ,
    Per me ovviamente la soluzione migliore è quella dell'asincrono Penso sia 4 poli .
    Un ABB da 11 KW (potenza resa ) da 22A a 400 V = 15 KVA più che sufficienti per te .
    L'efficienza è 92.7% e costa circa 800€ +IVA Altezza albero 160 .
    L'ENEL o chi per essa vuole cos fi 0.99 il motore è 0.81 alla massima potenza , ti serve una batteria da 5 KVAR per rifasare . Per il funzionamento in Isola la capacità è quasi sufficiente aggiungi un IGC trifase .Non serve sconnetterlo con un teleruttore lo puoi lasciare semprei n parallelo al motore ,basta tararlo un po piu alto di tensione cosi fa pure da freno quando il dispositivo di parallelo sgancia .

    Riordiniamo le idee : eccitiamo il motore per il funzionamento in isola ,sarà sufficiente anche per L'enel . colleghiamo i condensatori al motore in modo permanente senza teleruttore . Puoi partire con 3 semplici resistenze statoriche che poi cortocircuiti con un teleruttore temporizzato e sei in rete . Quando decidi di passare in isola è sufficiente aprire il teleruttore di parallelo e sei a posto . Ti dovrei fare un IGC trifase a 3 canali per fase con una zavorra da 10 KW con un multistrumento (V I cosfi freq.ecc.)
    Penso che spendi circa 2000€ personalmente ritengo questa soluzione buona anche dal lato economico.
    Ciao.

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    • #3
      Ciao Sandro,
      Sulla Dk 5940 pero é specificato che l'eventuale banco di condensatori di rifasamento non deve essere tale da consentire l'autoeccitazione del'alternatore e l'eventuale banco di condensatori di eccitazione per il funzionamento in isola dovra' essere interbloccato col dispositivo di interfaccia mediante teleruttore e protezioni o protezioni con bobina di sgancio in modo che non sia mai inseribile durante il parallelo, tu ovviamente hai trovato la soluzione di prendere due piccioni con una fava,utilizzeresti lo stesso banco di condensatori per il rifasamento durante il parallelo per eccitare l'alternatore durante il funzionamento in isola, ma dato che la DK specifica che il banco di rifasamento non deve essere ingrado di autoeccitare l'alternatore bastera' aggiungere ad esso il valore mancante per far si che si ecciti in isola e per accontentre l'enel lo si interblocca con un teleruttore, ma se per portare il rifasamento ad almeno 0.9 di cos fi come prescritto servono condensatori tali da autoeccitare l'alternatore come cavolo faccio??l'alternatore si comporterebbe come un sincrono ed é vietato!!! per la partenza no é un problema,la soluzzione con resistenze statoriche non é male, tu come procederesti per la manovra di parallelo dato che la potenza in gioco non é molta??, si poterbbe alimentare il motore con una partenza dolce con le resistenze statoriche, i condensatori di ecitazzione in questo caso non servono dato che il motore e turbina girerebbe gia' alla stessa velocita' proporzionale alla frequenza di rete e numero di poli, il problema che la turbina essendo una Pelton 1 mt di diametro fungerebbe da volano !!! poi aprendo l'acqua si darebbe coppia meccanica al motore che a sua volta si comporterebbe da alternatore asincrono,ovviamente non esagerando ...
      Un altara soluzione sarebbe quella di di avviare la turbina aprendo l'acqua e portarla a velocita prossima a quella di sincronismo, mediante condensatori di eccitazione si avrebbe un riferimento di tensione e frequenza da confrontare con la rete mediante voltimerti frequenzimetri e eventuale sincroscopio a lancetta o a lui "rotanti" poi si parallela e si disinseriscono i condensatori di eccitazione o si esclude un valore tale quanto basta per non sostenere l'autoeccitazione.

      Per l'IGC disporrei gia' di zavorre da 12kw controllabili anche mediante tré potenziometri per dare il valore massimo di assorbimento e trarle in modo da avere senza carico d'utenza una frequenza di 50hz,che ora funzionano per il funzionamento in isola,ma non ho ancora aperto il quadro e non so' il funzionamento se é a base di frequenza o tensione.
      Grazie per l'aiuto
      Ciao

      Edited by buran001 - 1/10/2006, 03:16

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      • #4
        sicuramente i condensatori sono tanto grandi da autoeccitare il motore asincrono anche perché all'enel non basta 0.9 vorrà 0.99 di cosfi quindi 4,5 KVAR su 10 KW di attiva .
        L'unica soluzione è fare in modo mauale con un sezionatore il passaggio rete -isola quindi con un comando ausiliario sul sezionatore inserisco i condensatori .
        Per la partenza viste le dimensioni della ruota apri la spina fino a sincronismo e poi con le resitenfe vai in rete . La gestione a PLC è semplice metti una ruota fonica o un seplice buco sulla ventola e un sensore ottico per rilevare la velocità .
        Ciao.

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        • #5
          Geazie Sandro per l'aiuto,quindi se ho capito bene 4.5KVAR di rifasamento durante il parallelo non sono sufficenti ad autoeccitarlo,e durante il funzinamento (raramente) in isola dovro inserirne altri, la continuita' di servizio non é importante,se durante la commutazione si interrompe per qualche secondo la "corrente" fa niente,allora posso anche automatizzarlo ritardando la commutazione da isola a parallelo, con tutte le dovute cautele del caso, ad esempio se interviene il dispositivo di sicurezza di interfaccia a causa di un black-out e rimane tale fino al ritorno della (normalita') dopo qualche secondo si inseriscono i condensatori di eccitazione e l'IGC, il rifasatore ovviamente sara' collegato a monte del contattore che interrompe il parallelo, stessa cosa al ritorno della rete,dopo qualche secondo e dopo aver staccato i carichi d'utenza e controllato il sincronismo mediante regolazione della zavorra,si avrebbe un riferimento sicuro senza sbalzi dovuti a carichi imprevedibili ..., si riparallela staccando contemporaneamente l'IGC e condensatori, e dopo si riattivano i carichi d'utenza, quando parli di portare la turbina a velocita' di sincronismo,intendevi a vuoto senza condensatori di eccitazione e carichi e controllare i giri mediante PLC,dopo il suo consenso si alimenta prima con resistenze statoriche che poi andranno bypassate dopo un certo tempo trascorso e sucessivamente aperta ulteriormente la spina?
          Grazie
          Ciao

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          • #6
            Scusate l'ignoranza, ma la discussione è interessantissima, potrei porti alcune domande?

            Se i condenzatori di rifasamento non sono sufficienti all'autoeccitazione, quanti sono necessari per l'autoeccitazione?

            Che cos'è un IGC (un carico variabile?) e dove lo si può trovare?

            Enel fino a che cos fi accetta l'energia?

            Qualcuno a mai pensato di usare un asincrono con rotore avvolto e inverter per la gestione della corrente con l'energia reattiva? Avete idea di quanto costi un sistema del genere?

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            • #7
              Ciao gente,

              Riguardando questo impianto dall'alto nel suo insieme si poterbbe valutare bene anche la soluzione inverter solare .
              Guarda quanto costa il Sunny Boy 8000 http://www.solarserver.de/store/produkt.produkt-1357.html

              i vantaggi sarebbero molti :
              nessun intervento sulla turbina e sul sistema di funzionamento in isola,
              buona efficienza anche con 1 KW out
              nessun problema di parallelamento
              se la potenza è poca puoi metterne 2 in parallelo ma penso che 8000W siano sufficienti
              il genreatore è nuovo hai detto? mettiamo un bel raddrizzatore trifase (100€ ) e un banco di condensatori elettrolitici di livellamento almeno 6000 uF a 800V ( 300€) e facciamo un BUS a 560 V CC nominali . L'inverter tiene 700 V ,non abbiamo un grosso margine di sicurezza . Se L'AVR del generatore fa le bizze o la turbina va in fuga sono guai quindi ti serve una protezione sul bus CC . a 650V
              Puoi usare le unità freno degli inverter motore ,io le uso per frenare grossi motori di segherie,gru ecc.
              Funzionano limitando la Tensione DC sul inverter dissipando su una resistenza ( 600€) oppure pui mettere un semplice IGBT eccitato da un semplice modulatore a impulsi e mandare la potenza sempre su una resistenza . da 10KW (300€)
              penso che con 5000€ pui fare l'immissione in rete di 8 KW di una turbina con controllo manuale .

              Rispondo a Alex:
              La corrente reattiva capacitiva necessaria all funzionamento in isola è circa uguale alla corrente assorbita dal motore a vuoto a tensione nominale e frequenza nominale .

              L' IGC è un controllore per il funzionamento in isola di un asincrono a carico variabile ma con almeno 3 canali per fase per limitare la reattiva sul generatore .
              L'enel (ora non è piu lei che ritira l'energia ma una società creata apposta)vuole cos fi prossimo a 1 .
              Si usano gli asincroni a gabbia propio per la loro robustezza alle velocità di fuga e basso costo.
              ciao.

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              • #8
                CITAZIONE (sandroturbine @ 30/9/2006, 12:00)
                Per la partenza viste le dimensioni della ruota apri la spina fino a sincronismo e poi con le resitenfe vai in rete tà .

                Scusa la mi domanda forse stupida , ma se sei gia' in rotazione con il motore , a velocita di sincronismo o prossima ,le resistenze a che servono ? anche se gli dai tensione nominale non si avra' nessuna sovraccorrente o sovraccarico meccanico... semplicente , sei in rete <img src=">



                ciao
                Ciao,


                -Illo41100-

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                • #9
                  Ciao, credo che lo spunto sia comunque elevato,la velocita' di sincronismo sarebbe puremente teorica,meglio partire dolcemente,oltre al fatto delle sollecitazioni meccaniche ai cuscinetti e cinghie !!!

                  Caro Sandro, questa soluzione mi balenava in testa gia' da un po' risolverebbe molti problemi oltre al costo,riguardante il problema della fuga ecc ci sarebbe comunque in funzione dopo dovuta taratura le zavorre!! che i caso di sovra tensione o fequenza dissiperanno l'energia in ecceso fino a che la valvola mot. no chiude,basta prendere il trifase per essere sucessivamente raddrizzato "all'uscita" del quadro dell'ELC, dovrebbe vunzionare
                  Ciao Grazie

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                  • #10
                    Ciao Buran ,
                    Si forse è la soluzione migliore ,rimane il problema del cosfi non proprio buono sul generatore provocato dal raddrizzatore occorrrerebbe un alimentatore con il PFC cioè con la correzione della reattiva ma è toppo costoso . Se il generatore sincrono è dimensionato bene non dovresti avere problemi . Ti servono dei buoni elettrolitici per livellare la continua . In ditta usiamo buoni condensatori comuni negli alimentatori switching 470uF 400V a 2 in serie che fanno 235uF 800V e poi parallelo fino alla capacità voluta

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                    • #11
                      buona sera,
                      trovato ora questo altro thread, alla fine Buran hai più paralellato questa turbina da 12 kW? l'impianto è simile al mio che ancora non ho deciso come fare.
                      grazie marco

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                      • #12
                        Ciao,si é passato qualche anneto...
                        Dopo varie peripezie é stata intrapresa la strada piu economica,valutata anche dal fatto che é raissimo il black out,avrei preferito l'uso di 3 inverter trifasi,mantenendo tutto l'originale stato, ma i costi erano imporoponibili per le varie vicessitudini di tale impiantino.
                        Seguendo all'epoca i consigli di Sandro sopra citati,é stato sostituito l'alternatore sincrono con un motore asincrono,é stata cambiato il rapporto di moltiplica (pulegia sull motore/alternatore) é stato praticamente rifatto il quadro elettrico ed ora funziona solo in rete.

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